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技术交流

制酸厂综合法硝酸装置

来源:

熊峰  赵锴   许微  陈军民
摘要:
针对川化制酸厂一硝装置循环水泵效率低的情况,对循环水泵进行增流节能技术改造,在管路系统不变的条件下,通过更换循环大水泵泵体达到提高运行效率的要求,通过技术改造,使循环水泵节电率达到20.4%。
关键词:循环水泵   节能改造
0 前言
循环水泵是化工循环水冷却系统重要设备之一,也是耗能较大的设备之一,在实际生产中,循环水泵往往存在着大马拉小车的现象,同时由于这些设备长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态,运行工况点偏离高效点,运行效率降低,增加了能耗,因此在全面建设节约型社会的今天,如何提高泵的效率,降低能耗,具有深远的社会意义和显著的经济效益。
制酸厂综合法硝酸装置(以下简称一硝装置)循环水系统共有循环水泵4台,一硝装置两机两套生产需2台循环水泵供应,三机三套生产则需3台循环水泵供应循环水。一硝装置循环水泵的规格型号及相关参数如下:
1、3#冷却水泵:凯泉水泵生产的型号为KQSN500-N9/675(Q=2020m3/h,H=59m,N=450kW,U=6000V); 
2#冷却水泵:靖江长江水泵阀制造厂生产的型号为500S-59(Q=2020m3/h,H=59m,N=560kW,U=6000V);
7#冷却水泵:四川新达水泵生产的型号为500S-59(Q=2020m3/h(实测:1700m3/h),H=59m,N=450kW,U=6000V); 
1、技改前循环水泵可行性实验分析
通过实际测量,我们发现循环水泵主要存在以下问题
1.1、泵的运行工况远离设计工况
循环泵设计扬程为59m,而实际运行扬程为43m,设计流量为2020m3/h,实际运行流量为1700 m3/h,致使运行效率大幅度下降。
1.2、泵长期处于非设计工况下运行
该泵进口水流与叶片进口角产生较大负冲角,运转时产生气蚀使泵过流部件遭到腐蚀破坏、叶轮内液体的能量交换收到干扰和破坏,泵性能下降、流量-效率曲线下降。
1.3、电机输出功率不匹配
该泵配备电机输出功率为450KW,实际输出功率为393KW,尚有较大利用空间。
综上所述,对循环泵进行改造,提高效率,增加主机供水量,不仅是必要的,而且是可行的。
2、改进设计及实施
根据上述分析,考虑现场改进投资少,简便易行,且能收到最佳经济效果的原则,我们决定与杭州鼎楚科技有限公司合作,先将7#循环大水泵泵体更换为EPI高效节能泵,再根据改造效果,逐步对其它循环大水泵进行改造。
2.1 具体实施步骤如下:
2.1.1根据水泵设计参数,如水位组合、泵装置扬程、流量、管路特性等,初步确定泵装置机组形成和扬程、流量、运行效率、泵汽蚀余量(NPSHa),并对泵进出口管道、叶轮进行水力设计。
2.1.2通过对进出水流道(包括进出水池在内)、转轮及叶轮的整体装置流场数值模拟计算,对整个装置在不同工况下的水力损失进行分析,并对其进行优化设计。
2.1.3确定满足工程需求的最佳水力模型和水泵装置形式。
2.1.4通过系统泵机组优化匹配,按冷却水系统管网特性曲线相匹配的工况参数订做高效节能泵组替换目前处于不利工况、低效率运行的泵组。
2.1.5合作运营模式采取由杭州鼎楚提供技改设备、检测、安装调试、维护等相应的设备及资金。5年合作期内设备资金投入按节电收益的2.5年计算,合作期满后5年的年节电收益20%用作专用技改设备的维护及更新,80%作为直接节电收益。
2.2  EPI高效节能泵特点
2.2.1 EPI泵选型根据泵装置的设计扬程、流量及其它相关参数所描述的流场来设计最优的泵装置形式,是最理想的。
2.2.2 EPI技术采用国外最先进的CFD整体数据模拟技术进行最优泵设计,通过CFD系统仿真模拟,优化泵水力模型设计,提高水泵效率。
2.2.3通过CFD泵装置整体数值模拟技术,确定水泵装置的型线尺寸并进行优化设计,计算了不同工况下泵装置内部流场,并通过三维粘性损失计算预测了泵装置水力性能,进一步提高泵可靠性。
2.2.4水泵机械性能卓越,制造标准完全符合欧洲制造标准,铸件采用树脂砂型铸造,所有零部件经CAM加工,采用世界知名的伯格曼技校密封,确保2-3万小时无渗漏。
2.2.5EPI高效节能泵的质保期为三年,国内水泵常规质保期为一年。
2.3、技改实施情况
u 2009年11月18日开始实施7#水泵泵壳和叶轮测绘,量身定做使其各项运行指标恰好处在最佳状态;
u 2009年12月12日试运行7#水泵20分钟;
u 2010年1月20日安装运行计时器;
u 2010年1月22日开始试运行改造后的7#水泵。
2.4.技改前数据监测
技改前
功率
第一次电表读数(kW.h)
0
2009年11月13日11点25分
第二次电表读数(kW.h)
47022.30
2009年11月18日11点0分
时间内耗电总量(kW.h)
47022.30
时间间隔(h)
119.50
功率(kW)
393.49
运行
参数
单泵流量(m3/h)
1700
采用超声波流量计检测
总管压力(MPa)
0.42
3、改进后的实验结果及经济效益分析
为摸清改进后大水泵的实际运行情况,技改前,7#泵安装了电度表和累时器,技改前后在正常运行的工况下,以连续试运行 120 小时后电度表及累时器读数,计算出泵组的技改前后平均小时功率,改造前后试验结果对比统计见表1
表1循环水泵改造前后试验结果
项目
单位
技改前
技改后
电机功率
KW
393.49
313.10
电机电流
A
48
35
泵流量
M3
1700
大于1700
循环水总管压力
Pa
0.42
0.42
经过改造,7#水泵运行时每小时节约功率为80.39KW,如果每年7#大水泵运行330天,则可节电636688.8 kW,按电价0.5462元/kW计算,年节约电费347759.42元。
4、结论
通过本次节能技改,系统运行安全、稳定、可靠,功能指标达到技术要求,使用效果正常,技改前后7#水泵所输出流量1700 m3/h,总管压力不变。技改后具有显著节电效果,所技改大水泵节电率达到20.4%,达到预期目标。
 制酸厂以7#循环水泵技改为基础,根据实际运行效果准备对其它循环水泵逐步进行节能技术改造,实在地开展好节能减排工作。

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